(57)【要約】【課題】組立工数の低減が可能な電動機を提供する。【解決手段】電動機は、ロータとステータとを備えている。ステータは、複数の分割コア３１を有するステータコアと、複数のインシュレータ６０と、複数の巻線部７０とを有する。分割コア３１は、ヨーク片４１とティース５０とを有する。ティース５０は、円弧部５１と連結部５２とを有する。連結部５２には、通電線７１と通電線７１の発熱を吸熱する吸熱線７２とが巻かれている。吸熱線７２は、アルミニウム線をポリアミドやポリアミドイミドの樹脂で絶縁被覆したものである。通電線７１と吸熱線７２とを同時に連結部５２に巻くことにより、吸熱線７２を通電線７１の周囲に配す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電線が巻かれた巻線部を備えた電動機において、
前記巻線部には、前記通電線の発熱を吸熱する吸熱線が巻かれている
ことを特徴とする電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機において、
隣り合う前記通電線の間には、前記吸熱線が配されている
ことを特徴とする電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機において、
前記吸熱線の両端部は、電気的に開放されている
ことを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電線が巻かれた巻線部を備えた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の回転電機は、素線を巻回したコイルと、このコイルを配設した回転電機コアとを有する。コイルと回転電機のコアとの間、およびコイルの巻線間には、コイルが発する熱を吸熱して放熱する熱伝導性絶縁樹脂が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２２０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記回転電機の製造工程において、熱伝導性絶縁樹脂を充填するためには、コイルが巻かれたステータを金型にセットする作業、熱伝導性絶縁樹脂を樹脂射出シリンダに充填する作業、金型を介してステータの内部に熱伝導性絶縁樹脂を充填する作業などの多くの作業工程を要する。また、液体状態の熱伝導性絶縁樹脂は、一般的に粘度が高いため、熱伝導性絶縁樹脂の充填作業は容易ではない。以上のことから、回転電機の組み立てに多くの手間がかかる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、組立工数の低減が可能な電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、通電線が巻かれた巻線部を備えた電動機において、前記巻線部には、前記通電線の発熱を吸熱する吸熱線が巻かれていることを要旨としている。
【０００７】
上記発明によれば、通電線から発せられる熱は、吸熱線で吸熱されて放熱される。このため、駆動中の電動機の温度上昇を抑制できる。したがって、本発明では、通電線が巻かれた巻線部に対する熱伝導性樹脂の充填作業が不要なため、電動機の組立工数の低減が可能となる。
【０００８】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動機において、隣り合う前記通電線の間には、前記吸熱線が配されていることを要旨としている。
上記発明によれば、通電線に対する吸熱線の接触面積が増える。これにより、通電線の発熱を吸熱線で吸熱する量が増える。このため、通電線の発熱に対する吸熱線の放熱効率が高まる。
【０００９】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、請求項１または２に記載の電動機において、前記吸熱線の両端部は、電気的に開放されていることを要旨としている。
上記発明によれば、電気的に接続されているときと比較して、吸熱線に流れる電流量を少なくすることができる。これにより、吸熱線の発熱が抑制される。このため、通電線の発熱を吸熱線によって効率よく吸熱できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、組立工数の低減が可能な電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の電動機について、全体の構成を示す断面図。
【図２】同実施形態の電動機について、ステータの構成を示す要部断面図。
【図３】同実施形態の電動機について、分割コアの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、電動機１の構成について説明する。
電動機１は、ロータ１０とステータ２０とを有する。ロータ１０およびステータ２０は、ハウジング８０に収容されている。ハウジング８０は、筒状のハウジング本体８１と、蓋部材８２と、底部材８３とを有する。
【００１３】
蓋部材８２の中央部には貫通孔が形成されている。この貫通孔の周縁部には、軸受９１が設けられている。底部材８３の中央部には、凹部が形成されている。この凹部周縁部には、軸受９２が設けられている。底部材８３の凹部は、ハウジング８０の内部に面している。
【００１４】
底部材８３の凹部には、出力軸９３の下端部９３Ｄが収容されている。出力軸９３の上端部９３Ｕは、蓋部材８２の貫通孔から外部に露出している。出力軸９３は、軸受９１および軸受９２により回動自在に支持されている。
【００１５】
ハウジング本体８１と蓋部材８２、および、ハウジング本体８１と底部材８３は、不図示のボルトにより互いに固定されている。ハウジング８０の内部には、制御基板９４が収容されている。制御基板９４は、電動機１の動作を制御する。制御基板９４は、底部材８３に固定されている。
【００１６】
ここで、電動機１について次の用語を定義する。
（Ａ）出力軸９３の軸方向を「軸方向Ｓ」とし、出力軸９３の周方向を「周方向Ｔ」とし、出力軸９３の径方向を「径方向Ｒ」とする。
（Ｂ）径方向Ｒにおいて、出力軸９３に近づく方向を「内方」とし、出力軸９３から遠ざかる方向を「外方」とする。
（Ｃ）ハウジング８０、ロータ１０、およびステータ２０の各方向において、出力軸９３の各方向と一致する方向については、（Ａ）および（Ｂ）の定義を用いる。
【００１７】
ロータ１０は、出力軸９３と一体的に回転する。ロータ１０は、ロータ本体１１と、ロータマグネット１２と、スペーサ１３と、保護部材１４とを有する。
ロータ本体１１は、鉄などの強磁性材料を含む円筒状の焼結体である。ロータ本体１１は、ロータマグネット１２を保持している。ロータマグネット１２は、円筒状の永久磁石である。ロータマグネット１２の外周面には、Ｎ極とＳ極の磁極が周方向Ｔに交互に並んでいる。ロータ１０では、ロータ本体１１と、ロータマグネット１２と、スペーサ１３と、保護部材１４とが、１つの回転体として出力軸９３の軸心まわりで回転する。ステータ２０は、ハウジング本体８１の内部に固定されている。ロータ１０とステータ２０とは、径方向Ｒに所定間隔を開けて対向している。
【００１８】
図２を参照して、ステータ２０の構成について説明する。
ステータ２０は、ステータコア３０と、複数のインシュレータ６０と、複数の巻線部７０とを有する。ステータコア３０は、複数の分割コア３１を周方向Ｔに並べて一体的に構成した円筒部材である。分割コア３１は、複数の電磁鋼板を積層して一体的に形成した金属部材である。分割コア３１は、ヨーク片４１とティース５０とを有する。
【００１９】
ヨーク片４１は、分割コア３１を周方向に並べてステータコア３０の状態にすることで、環状のヨーク４０として構成される。ティース５０は、径方向Ｒの断面が略Ｔ字状の柱状部材である。ティース５０は、ヨーク片４１の内周面４１Ｑに一体的に設けられている。ティース５０は、内周面４１Ｑから径方向Ｒの内方へ突出している。
【００２０】
ステータコア３０をハウジング８０の内部に収容するときは、複数の分割コア３１を周方向Ｔに並べて円筒状に組み合わせる。円筒状に組み合わされたステータコア３０は、ハウジング本体８１の内周面に沿って収容される。ハウジング８０の内部に収容されたステータコア３０は、接着剤により内周面に固着される。これにより、複数の分割コア３１は互いに連結される。
【００２１】
図３を参照して、分割コア３１の構成について説明する。
図３（ａ）に示されるように、分割コア３１において、ティース５０は、円弧部５１と連結部５２とを有する。連結部５２は、一対の側面５２Ｓを有する。分割コア３１は、連結部５２を挟んで２つの溝部３２Ａを有する。
【００２２】
溝部３２Ａは、ヨーク片４１の内周面４１Ｑと、連結部５２の側面５２Ｓと、円弧部５１の外周面５１Ｐとを有する。溝部３２Ａには、インシュレータ６０が設けられている。インシュレータ６０は、ティース５０と巻線部７０との間の絶縁性を確保するための絶縁部材である。
【００２３】
図３（ｂ）に示されるように、連結部５２には、インシュレータ６０を介して巻線部７０が設けられている。軸方向Ｓに延びる巻線部７０は、溝部３２Ａに収容されている。巻線部７０は、通電線７１と吸熱線７２とを有する。通電線７１は、銅線をポリエステルなどの樹脂で絶縁被覆したものである。通電線７１の両端部は、図１の制御基板９４に接続されている。
【００２４】
吸熱線７２は、アルミニウム線をポリアミドイミドなどの樹脂で絶縁被覆したものである。吸熱線７２は、通電線７１よりも細い線材である。吸熱線７２の両端部は、電気的に開放されている。吸熱線７２の両端部は、一方の端部と他方の端部とが離れた状態で、この吸熱線７２が巻かれた分割コア３１内のインシュレータ６０に固定されている。
【００２５】
通電線７１および吸熱線７２を連結部５２に巻きつけるときは、１本の通電線７１と２本の吸熱線７２を束ねる。束ねられた通電線７１と吸熱線７２とは、連結部５２に１周程度巻きつけられる。分割コア３１は、不図示の巻線機に固定されて回転する。太さの異なる通電線７１と吸熱線７２とが同時に連結部５２に巻かれる過程において、吸熱線７２は通電線７１の周囲に配される。
【００２６】
（本実施形態の効果）
本実施形態の電動機１によれば、以下の効果が得られる。
（１）電動機１は、ロータ１０とステータ２０とを備えている。ステータ２０には、通電線７１と通電線７１の発熱を吸熱する吸熱線７２とが巻かれている。
【００２７】
この構成によれば、通電中の通電線７１から発せられる熱は、吸熱線７２で吸熱されて、連結部５２およびヨーク片４１（ヨーク４０）を介して、電動機１の外部に放熱される。このため、通電線７１が巻かれた部分のステータ２０に熱伝導性絶縁樹脂を充填しない場合でも、駆動中の電動機１の温度上昇を抑制できる。したがって、本発明では、熱伝導性樹脂の充填作業が不要なため、電動機１の組立工数の低減が可能となる。
【００２８】
（２）電動機１では、隣り合う通電線７１の間には、吸熱線７２が配されている。
この構成によれば、通電線７１に対する吸熱線７２の接触面積が増える。これにより、通電線７１の発熱を吸熱線７２で吸熱する量が増える。このため、通電線７１の発熱に対する吸熱線７２の放熱効率が高まる。したがって、本発明では、駆動中の電動機１の温度上昇をより抑制できる。
【００２９】
（３）電動機１では、吸熱線７２は、アルミニウム線をポリアミドやポリアミドイミドの樹脂で絶縁被覆したものである。吸熱線７２の両端部は、一方の端部と他方の端部とが離れた状態で、吸熱線７２が巻かれた分割コア３１内のインシュレータ６０に固定されている。
この構成によれば、吸熱線７２の両端部が電気的に開放されているため、通電線７１の通電の有無に関係なく、吸熱線７２は通電しない。したがって、本発明では、吸熱線７２に磁界が生じて電動機１に誤作動が生じることを抑制できる。
【００３０】
また、熱伝導性樹脂よりも熱伝導率の高いアルミニウム線を用いることで、通電線７１の発熱を吸熱線７２で吸熱する量が増える。このため、通電線７１の発熱に対する吸熱線７２の放熱効率がより高まる。したがって、本発明では、駆動中の電動機１の温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００３１】
ここで、発熱量が大きい電動機では、電動機内の磁石の温度特性を上げることで、磁石の磁気特性の低下を抑止している。例えば、加熱すると熱減磁を生じやすいが、磁束密度が高く、非常に強い磁力を持つネオジウム磁石に、ジスプロシウム（Dysprosium）を添加して、保磁力の向上を図っている。しかしながら、ジスプロシウム等の希土類金属は高価格であるため、希土類金属を含む磁石を用いると、電動機の製造コストが高くなる。
【００３２】
電動機１では、駆動中の温度上昇を抑制することができるため、ロータマグネット１２の磁気特性の低下を抑えることができる。これにより、ジスプロシウム等の希土類金属の含有量を減らした磁石や希土類金属が含まれていない磁石をロータマグネット１２として使用することができるため、電動機１の製造コストを抑えることができる。
【００３３】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は、上記実施形態の内容に限られるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。また、以下の変形例は上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００３４】
・上記実施形態（図３）では、通電線７１と吸熱線７２とが巻かれたステータ２０を有する電動機１に本発明を適用したが、次の電動機に本発明を適用することもできる。例えば、３つのステータコアから成るステータと、ロータとを有する３相クローポール型電動機に本発明を適用することもできる。つまり、通電線が巻かれた巻線部に対する熱伝導性樹脂の充填作業が必要な電動機に本発明を適用することもできる。
【００３５】
・上記実施形態（図３）では、吸熱線７２を通電線７１の周囲に配したが、以下のように変更することもできる。例えば、連結部５２に対して先に吸熱線７２のみを巻いた後に、その上から通電線７１を巻くこともできる。これにより、巻線部７０は、連結部５２側からみて、吸熱線７２が巻かれた層と、通電線７１が巻かれた層の２層構造を有する。
【００３６】
また、連結部５２に対して先に通電線７１のみを巻いた後に、その上から吸熱線７２を巻くこともできる。これにより、巻線部７０は、連結部５２側からみて、通電線７１が巻かれた層と、吸熱線７２が巻かれた層の２層構造を有する。
【００３７】
また、吸熱線７２のみが巻かれた層で通電線７１のみが巻かれた層を挟み込む巻き方も可能である。これにより、巻線部７０は、連結部５２側からみて、吸熱線７２が巻かれた層と、通電線７１が巻かれた層と、吸熱線７２が巻かれた層の３層構造を有する。
【００３８】
・上記実施形態では、吸熱線７２にアルミニウム線をポリアミドやポリアミドイミドの樹脂で絶縁被覆したものを用いたが、アルミニウム以外の金属、例えば、銅線を用いることもできる。
【００３９】
・上記実施形態では、吸熱線７２の両端部は、一方の端部と他方の端部とが離れた状態で、吸熱線７２が巻かれた分割コア３１内のインシュレータ６０に固定されたが、吸熱線７２の各端部は、隣り合う分割コア３１に設けられたインシュレータ６０に固定することもできる。
【００４０】
・上記実施形態では、ステータコア３０を、複数の分割コア３１を周方向Ｔに並べて一体的に構成した円筒部材とした。また、分割コア３１を、複数の電磁鋼板を積層して一体的に形成した金属部材とした。しかしながら、ステータコア３０および分割コア３１は、上記構成には限定されない。例えば、分割コア３１を、鉄などの強磁性材料を含む焼結体とすることもできる。そして、ステータコア３０を焼結体である分割コア３１を周方向Ｔに並べて一体的に構成した円筒部材とすることもできる。
【００４１】
・上記実施形態では、ロータマグネット１２を円筒状の永久磁石としたが、この永久磁石の材質は特に限定されない。例えば、永久磁石における希土類金属の含有の有無は限定されない。
【００４２】
（実施形態の記載に基づく付記事項）
上記実施形態に記載の事項を上位概念化した事項を以下に記載する。
（付記事項１）請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機において、前記吸熱線は、紐状の熱伝導性絶縁樹脂であることを特徴とする電動機。
【００４３】
この電動機によれば、通電線が巻かれた巻線部に液体状態の熱伝導性絶縁樹脂を充填する作業に比べて、固体状態の紐状の熱伝導性絶縁樹脂を巻きつける作業の方が容易となる。このため、電動機の組立に係る作業効率が上がる。したがって、電動機の組立工数の低減が可能となる。
【００４４】
（付記事項２）付記事項１に記載の電動機において、前記巻線部に巻かれる吸熱線の本数は、前記巻線部に巻かれる通電線の本数よりも多いことを特徴とする電動機。
この電動機によれば、通電線の巻き数よりも吸熱線の巻き数の方が多くなるため、通電線の発熱を吸熱線で吸熱する量が増える。
【００４５】
（付記事項３）付記事項１または２に記載の電動機において、前記吸熱線は、前記通電線よりも細いことを特徴とする電動機。
この電動機によれば、吸熱線の占積率が増える。これにより、通電線の発熱を吸熱線で吸熱する量が増える。また、巻線部に巻かれた通電線の占積率の低下を抑制できる。これにより、電動機の性能を保持できる。
【００４６】
（付記事項４）付記事項１〜３のいずれか一項に記載の電動機において、前記通電線と前記吸熱線とが互いに結束された状態で前記巻線部に巻かれることを特徴とする電動機。
この電動機によれば、通電線の周囲に吸熱線を配しやすくなる。これにより、通電線に対する吸熱線の接触面積が増える。このため、通電線の発熱を吸熱線で吸熱する量が増える。
【００４７】
（付記事項５）請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機において、前記吸熱線は金属線であり、前記金属線の熱伝導率は前記通電線の熱伝導率よりも高いことを特徴とする電動機。
【００４８】
この電動機によれば、通電線の発熱が金属線に伝わりやすくなる。これにより、通電線の発熱を吸熱線で吸熱する量が増える。このため、金属線による放熱効率を高めることが可能となる。
【００４９】
（付記事項６）付記事項５に記載の電動機において、前記金属線は、アルミニウム線であることを特徴とする電動機。
この電動機によれば、重量が軽い金属線を巻線部に巻くため、通電線および吸熱線を巻く作業が容易となる。これより、電動機の組立に係る作業効率が上がる。したがって、電動機の組立工数の低減が可能となる。また、電動機の重量増加も抑制できる。
【符号の説明】
【００５０】
１…電動機、１０…ロータ、２０…ステータ、３０…ステータコア、３１…分割コア、４１…ヨーク片、５０…ティース、６０…インシュレータ、７０…巻線部、７１…通電線、７２…吸熱線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013081288.tif 000005